(57)【要約】【課題】  押出生産性を損なうことなく、最も破損しやすいマンドレルの両端の端部成形凸部の破断を低減し、型寿命を向上させた多穴偏平管用押出ダイスを提供すること。【解決手段】  内部で並列して配置した複数の内柱により複数の穴が仕切られてなる偏平管を押出成形するダイス１において、偏平管の外側形状を成形する開口部３１を有するメス型３と、メス型３と組み合わされるとともに、開口部３１内に配置され内柱及び穴を成形するマンドレル２を有するオス型４とを備え、マンドレル２は、穴に対応する複数の成形凸部（２１、２２、・・・）を有するとともに、内柱に対応する複数のスリット（２６、２７、・・・）を設けてなり、成形凸部のうち幅方向両端に位置する端部成形凸部２１には、その根元側で幅方向外方に突出した肩部２３を形成し、肩部２３における幅Ｗ２を、先端における幅Ｗ１の２倍以上に設定した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏平な外側形状を形成する外周壁を有し、該外周壁の内部で幅方向に並列して配置した複数の内柱により複数の穴が仕切られてなる偏平管を押出成形するダイスにおいて、
前記偏平管の外側形状を成形する開口部を有するメス型と、該メス型と組み合わされるとともに、前記開口部内に配置され前記内柱及び前記穴を成形するマンドレルを有するオス型とを備え、
前記マンドレルは、前記穴に対応する複数の成形凸部を有するとともに、前記内柱に対応する複数のスリットを設けてなり、
前記成形凸部のうち幅方向両端に位置する端部成形凸部には、その根元側で幅方向外方に突出した肩部を形成し、該肩部における前記端部成形凸部の幅を、少なくとも先端から前記スリットの深さの１／２の位置にて、先端における前記端部成形凸部の幅の２倍以上に設定したことを特徴とする多穴偏平管用押出ダイス。
【請求項２】
前記肩部の押出方向前側には、前記メス型に対向するとともに、押出方向に垂直な面が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の多穴偏平管用押出ダイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエアコンのコンデンサ用熱交換用チューブに使用される多穴偏平管を押出成形するための押出ダイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図２に示すような多穴偏平管９を押出成形する押出ダイス１０１として、図１００に示すように、開口部１３１を有するメス型１０３と、マンドレル１０２を有するオス型１０４を組み合わせたものが知られている。ところが、このような押出ダイスを用いて製造される多穴偏平管９は、熱交換器の高性能化に伴って、小型化・超多穴化が要求されることから、その内柱９７が薄くなっている。その上、激しい低コスト化が叫ばれる中、生産性向上のため超高速での押出生産が要求され、マンドレル１０２への負荷が一段と高くなり、特にマンドレル１０２の両端に位置する端部成形凸部１２１が破断しやすく、寿命が短いという問題があった。
【０００３】
この端部成形凸部１２１が破断する要因としては、多穴偏平管９の外周壁９８よりも内柱９６が薄くなっているため端部成形凸部１２１の左右で圧力差が生じ、端部成形凸部１２１に内側方向への応力が発生するためだと考えられる。端部成形凸部１２１の寿命向上の対策としては、一番外側の内柱に対応するスリット１２６の幅を他の内側のスリット１２５の幅よりも大きくして圧力差を低減させる方法（例えば、特許文献１参照）や、一番外側の内柱に対応するスリット１２６の深さを他の内側のスリット１２５の深さよりも浅くして端部成形凸部１２１の剛性を高める方法（例えば、特許文献２参照）が開示されている。また、マンドレルの先端を保持枠部に嵌め込むことにより、マンドレルのクラックや欠損を防止する方法（例えば、特許文献３参照）も開示されている。
【特許文献１】特許第３１１３１００号公報
【特許文献２】特許第３６９５１５６号公報
【特許文献３】特開２００４−３０６１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図２に示すような上下左右対称で穴間隔が均等な形状の多穴偏平管９の製造が要求される場合では、端部のスリット１２６や成形凸部１２１の幅を大きくすることは困難であった。また、端部のスリット１２６の深さを浅くすれば、その分だけ材料の流れ込みが悪くなって成形性に影響を及ぼすものであった。
【０００５】
それゆえ、本発明は、上記の事情を背景になされたものであり、押出生産性を損なうことなく、最も破損しやすいマンドレルの両端の端部成形凸部の破断を低減し、型寿命を向上させた多穴偏平管用押出ダイスを提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
図１００に示すような押出ダイス１０１で押出成形すると、図１０１に示す模式図のように、端部成形凸部１２１の外側と内側との圧力差によるせん断応力が型強度を上回ると破断すると推測される。実際に破断した端部成形凸部１２１の破断面を拡大調査すると、外側から内側に向かって破断していることが観察された。また、擬似モデルを作成して実験してみると、端部成形凸部１２１の外側に流れ込む材料が大量に内側に向かって流れていることが判明した。
【０００７】
そこで、本発明者らは、図１０２に示す模式図のように端部成形凸部２１に横から肩のように張り出して材料の流れる力を抑えた肩部２３を設けて、材料が外側から流れ込むのを低減するセキとすることを見出した。この肩部２３により、端部成形凸部２１の外側から流れ込む材料の抵抗が増して、外側からの圧力が低くなり、端部成形凸部２１の左右での圧力差を低減して型寿命の向上を図ることが可能となる。
【０００８】
すなわち本発明は、上記した技術的課題を解決するため、請求項１に記載のように、偏平な外側形状を形成する外周壁９８を有し、該外周壁９８の内部で幅方向に並列して配置した複数の内柱（９６、９７、・・・）により複数の穴（９１、９２、・・・）が仕切られてなる偏平管９を押出成形するダイス１において、偏平管９の外側形状を成形する開口部３１を有するメス型３と、該メス型３と組み合わされるとともに、開口部３１内に配置され内柱（９６、９７、・・・）及び穴（９１、９２、・・・）を成形するマンドレル２を有するオス型４とを備え、マンドレル２は、穴（９１、９２、・・・）に対応する複数の成形凸部（２１、２２、・・・）を有するとともに、内柱（９６、９７、・・・）に対応する複数のスリット（２６、２７、・・・）を設けてなり、成形凸部のうち幅方向両端に位置する端部成形凸部２１には、その根元側で幅方向外方に突出した肩部２３を形成し、該肩部２３における端部成形凸部２１の幅Ｗ２を、少なくとも先端からスリット２６の深さの１／２の位置にて、先端における端部成形凸部２１の幅Ｗ１の２倍以上に設定したことを特徴とする多穴偏平管用押出ダイスとした。
【０００９】
好ましくは、請求項２に記載のように、肩部２３の押出方向前側には、メス型３の受圧面３２に対向するとともに、押出方向に垂直な面２４が構成されていることとした。このように、肩部２３の前方を垂直な面２４とすることで、受圧面３２と平行になり、押出軸方向に流れてきた材料は垂直方向に流れが曲げられるので、材料の流れの抵抗が増して、端部成形凸部２１へ作用する力を更に低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、偏平な外側形状を形成する外周壁を有し、該外周壁の内部で幅方向に並列して配置した複数の内柱により複数の穴が仕切られてなる偏平管を押出成形するダイスにおいて、端部成形凸部の外側からの材料の流れを押抑えて破断を低減すること可能となり、型寿命の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて具体的に説明する。図１は、本発明の一実施形態を示した押出ダイス１の断面図である。図１に示すように、押出ダイス１は、偏平管９の外側形状を成形する開口部３１を有するメス型３と、マンドレル２を有するオス型４とを備え、メス型３とオス型４と組み合わされて構成されている。本実施形態における多穴扁平管９は、エアコンのコンデンサ用熱交換用チューブに使用されるものである。
【００１２】
図２に示すように、多穴扁平管９は、外周壁９８を偏平な外側形状に形成されている。外周壁９８の内部では、複数の内柱（９６、９７、・・・）が幅方向（図２において左右方向）に並列して配置されている。複数の内柱（９６、９７、・・・）により、複数の穴（９１、９２、・・・）が仕切られている。本実施形態では、複数の内柱（９６、９７、・・・）は全て同じ肉厚に設定され、外周壁９８の肉厚より薄くなっている。両端の穴９１以外の内側の複数の穴（９２、・・・）は、同じ幅（同じ形状）に設定されている。偏平管９は上下左右対称の断面形状であり、両端が外方へ凸となっているため、両端部の穴９１は内側の穴９２と異なる形状になっている。内柱（９６、９７、・・・）の肉厚及び内側の穴９２の幅は、いずれも具体的には１ｍｍ以下の微小形状となっている。
【００１３】
マンドレル２は、メス型３の開口部３１内に配置され、偏平管９の内柱（９６、９７、・・・）及び穴（９１、９２、・・・）を成形する構成となっており、偏平管９の穴（９１、９２、・・・）に対応する複数の成形凸部（２１、２２、・・・）を有するとともに、内柱（９６、９７、・・・）に対応する複数のスリット（２６、２７、・・・）を設けている。スリット（２６、２７、・・・）の深さＤ１は、全て同じ深さに設定されている。
【００１４】
偏平管９の幅方向両端に位置する端部成形凸部２１には、その根元側で幅方向外方に突出した肩部２３が形成されている。この肩部２３の押出方向前側（図１において上側）には、押出方向に垂直な面２４が構成されている。面２４は、メス型３の受圧面３２に対向しており、面２４と受圧面３２は平行になっている。面２４と端部成形凸部２１の連結部（隅部）は、滑らかな曲面に形成されており、端部成形凸部２１の先端から面２４までの深さ（押出軸方向距離）Ｄ２は、スリット深さＤ１の半分以下に設定される。本実施形態では、このＤ２はスリット深さＤ１の２／５の長さになっている。
【００１５】
端部成形凸部２１の根元側における幅Ｗ２は、先端における幅Ｗ１の２倍以上に設定される。好ましくは、３倍以上、更には５倍以上がよく、本実施形態の幅Ｗ２は幅Ｗ１の５倍となっている。すなわち、肩部２３における端部成形凸部２１の幅Ｗ２を、少なくとも先端からスリット深さＤ１の１／２の位置にて、先端における端部成形凸部２１の幅Ｗ１の２倍以上に設定してある。但し、幅Ｗ２が大きくなりすぎると材料が流れ込みにくくなるため、幅Ｗ２は幅Ｗ１の１０倍を上限とする。
【００１６】
上記のように構成された押出ダイス１を用いて押出成形するときは、熱間状態に過熱されたアルミニウム合金ビレットがマンドレル２の後方から圧入されて、アルミニウム材料がマンドレル２の周囲から流れ込み、メス型３の開口部３１と成形凸部（２１、２２、・・・）の隙間及びスリット（２６、２７、・・・）にアルミニウム材料が充填されて順次押し出されて、多穴偏平管９が形成されていく。
【００１７】
図３の模式図に示すように、端部成形凸部２１の外側を流れ込んでくるアルミニウム材料は、肩部２３がセキとなって流れの抵抗となり、材料の流れ込みが抑えられる。その結果、端部成形凸部２１と開口部３１との間の隙間に流れる材料から発生する内側方向の力と、スリット２６に流れる材料から発生する外側方向の力の差が小さくなり、端部成形凸部２１の破断が低減される。従って、型寿命を大幅に向上させることができる。
【００１８】
また、肩部２３の前方を押出軸方向に垂直な面２４としたので、端部成形凸部２１の外側に流れ込んできた材料が押出方向から方向を９０°曲げられて流れるので、より大きな流れの抵抗となり、端部成形凸部２１の内側方向への力を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態を示した断面図である。
【図２】多穴偏平管の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を説明する模式図である。
【図４】従来例の押出型を示した断面図である。
【図５】従来例の押出型を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００２０】
１      押出ダイス
２      マンドレル
２１    端部成形凸部
２２    成形凸部
２３    肩部
２４    面
２６、２７    スリット
３      メス型
３１    開口部
３２    受圧面
４      オス型
９      多穴偏平管（偏平管）
９１、９２    穴
９６、９７    内柱
９８    外周壁
Ｗ１    端部成形凸部の先端における幅
Ｗ２    端部成形凸部の根元における幅
Ｄ１    スリット深さ
Ｄ２    端部成形凸部の先端から肩部の前面までの深さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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